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随着网络技术和通信技术的不断发展,Internet在越来越多的领域获得应用,MoIP(Multimedia over IP)就是其中一个典型的例子。MoIP即基于IP(Internet Protocol)网络的多媒体通信,也就是利用IP网络传送语音、视频、数据等多媒体信息。目前MoIP的主要标准有H.323,SIP(Session Initiation Protocol),H.248和MGCP(Media Gateway Control Protocol)等。SIP协议由于其简单、灵活和扩展性强的特点已经成为MoIP通信中的热点技术。Internet用户的迅速增加,使得IPv4地址资源面临耗尽的境地。出于IPv4地址缺乏的考虑,人们提出了NAT(Network Address Translator)技术。但是NAT后的IP语音和视频设备的IP地址是私有的,在公网上是不可路由的。而且目前IP网上用于多媒体通信的协议如SIP、H.323由于协议自身设计上的原因难以穿越NAT,因此研究SIP协议穿越NAT成为MoIP应用的一个重要课题,具有重要的现实意义。本文从基于SIP协议的MoIP网关及其他IP多媒体应用系统难以穿越NAT的问题出发,对国内外SIP穿越NAT的研究现状进行了深入的探讨。结合MoIP网关穿越NAT的需求和特点,细致分析了NAT穿越涉及的关键技术。对目前主要的NAT穿越方案进行了详细的阐述和比较之后,设计并实现了一种基于STUN(Simple Traversal of UDP Through NAT)协议的NAT穿越方案,同时设计并实现了STUN客户端和STUN服务器。该方案可以穿越目前绝大多数类型的NAT,不需要扩展相关协议,不需要对NAT设备进行改造或升级,可以工作在多级NAT串联的环境下,而且可以使外网用户主动呼叫内网用户建立连接。该方案目前已成功应用于基于嵌入式Linux平台的MoIP网关中,并可推广到其它基于SIP协议的终端上,为MoIP业务的推广应用扫清了障碍。